LX1710

4 / NUEVA ELECTRONICA

Con el nuevo Contador Geiger de ltima generacin que presentamosen este artculo se puede controlar, incluso durante muy largosperodos de tiempo, si el nivel de radiactividad presente en el aire oen un entorno concreto supera el umbral de peligrosidad. Los datosrecogidos por el medidor se pueden almacenar directamente en unatarjeta de memoria SD. Adems, conectando el dispositivo a unordenador personal, se pueden procesar y visualizar en tiempo real

los valores de radiactividad medidos.

CONTADOR GEIGER

Quienes tengan en casa un viejo reloj delos aos 50 con revestimiento fosfores-cente en nmeros y agujas podrn observarcon asombro como un medidor de radiactivi-dad demuestra que emiten un nivel deradiacin superior a lo normal.Afortunadamente estas sustancias utilizadashace ms de 50 aos fueron sustituidas porotras nuevas que no emiten radiaciones deningn tipo.

Sucede lo mismo con las primeras lmparasde gas utilizadas en campings, se retiraronhace tiempo del mercado ya que contenanTorio radiactivo.Sin embargo, acercando un Contador Geigera la base de granito de una cocina o a lasbaldosas de cermica de un bao se captauna dbil emisin radiactiva procedente deestos materiales.

NUEVA ELECTRONICA / 5

MULTIFUNCIN (I)Fig.1 El nuevo Contador Geiger LX.1710 utiliza el tubo LND 712, sensible a radiaciones alfa, beta y gamma.Se trata de un tubo fabricado en Estados Unidos ampliamente difundido. No obstante quienes deseenutilizar el viejo tubo SBM 20 de fabricacin rusa, sensible a radiaciones beta y gamma, tambin puedenutilizarlo ya que el contador est diseado para soportar ambos sensores.

Esto no tiene que crear falsos alarmismos,ya que estamos hablando de valores deradiacin muy baja, pero es indicativo de quela radiactividad no es un fenmeno quenicamente concierne a las centrales y a lasarmas nucleares, como a menudo solemospensar.La base de una cocina o la cermica del baono representan ciertamente un problema paranuestra salud, pero no se puede decir lomismo de los contaminantes radiactivos queafectan al terreno, y por consiguiente al agua,a los cultivos y a la ganadera, como as loatestiguan los medios de comunicacin.Es muy comn ver en un telediario o leer enun peridico noticias sobre el uso de armasradiactivas en las guerras, intercepciones detrfico negro de material nuclear, descubri-miento de nuevos vertederos radiactivos,robos de material mdico radiactivo, hallaz-gos de residuos de hospitales con istopostratados de forma ilcita, etc.

... Y lo que todava es ms grave, los contami-nantes que estn presentes en los vertederosradiactivos a veces tambin se encuentran enterrenos destinados a agricultura y ganade-ra. Estas cargas de muerte, al filtrarse en elterreno y en el agua, dispersan compuestosque resultan sumamente txicos si se tragano si se inhalan.Los daos biolgicos producidos por lacontaminacin radiactiva no se suelenadvertir en el momento de la exposicin, alcontrario, las malformaciones genticas y lostumores se suelen manifestar varios aosdespus de las exposiciones.La dimensin de este problema ha producidoque los controles se intensifiquen y quemuchos ciudadanos, preocupados por susalud y por la de sus hijos, hayan decididoponer manos a la obra y adquirir un ContadorGeiger, es decir el instrumento que permitedetectar la presencia de radiaciones peligro-sas en el entorno.


Esta medida, que en un tiempo nicamente eraprerrogativa de los laboratorios, hoy esaccesible a todo el mundo gracias a ladisponibilidad en el mercado de instrumentosfciles de usar y, sobre todo, a preciosasequibles, como as demuestra el xito quehan tenido los diferentes modelos deContador Geiger que nosotros hemos realiza-do.Cuando hace dos aos surgi la prcticaimposibilidad de hallar en el mercado interna-cional el tubo SBM 20 tuvimos que suspenderalgunas entregas del Contador GeigerLX.1407, lo que lgicamente ha suscitadoprotestas de nuestros lectores al no poderdisponer del instrumento.Las peticiones de Contadores Geiger sonincesantes y dado que, como siempre,hacemos todo lo posible por atender lasdemandas de nuestros lectores, localizamosun nuevo proveedor que nos ha permitidosatisfacer las numerosas solicitudes.Al mismo tiempo hemos dado impulso alproyecto realizando un nuevo ContadorGeiger con un microprocesador de 16 bitsque permite realizar algunas funcionesadicionales, muy tiles para los que utilizaneste tipo de instrumentos.En efecto, desde hace mucho tiempo llevamosrecibiendo experiencias y sugerencias porparte de los lectores que han adquirido elContador Geiger LX.1407.Muchos de ellos, por ejemplo, nos hanmanifestado lo interesante que sera laconexin a un ordenador personal parapoder procesar y visualizar los datos recogi-dos. Reelaborando los datos se puedenrealizar grficos, estadsticas, etc.Algunos lectores habran preferido que el tuboGeiger se encontrara en el exterior delmueble contenedor para poder realizar lasmedidas de radiactividad con mayor versatili-dad.Otros nos han sealado la posibilidad deofrecer la lectura en las unidades de medidaadoptadas recientemente por el SistemaInternacional, esto es el microSievert/hora yel microGray/hora.

No obstante la mayora de las consultas sehan dirigido a la posibil idad de realizarmedidas a lo largo de periodos de tiempoprolongados (horas, das o semanas) y nosolamente medir valores instantneos.De este modo, recogiendo los datos en unperodo prolongado de tiempo, es posiblecalcular el valor medio sobre un nmero muygrande de valores, incrementando notablemen-te la precisin de las medidas de radiactividadrealizadas.Con estos precedentes no hemos tenido otraeleccin que disear un nuevo ContadorGeiger que satisfaga todas las demandas quese han ido produciendo a lo largo del tiempo.Quienes, por curiosidad, intenten localizarContadores Geiger se percatarn de que sondifciles de localizar y adems tienen preciosconsiderables. Para nosotros este ha sido unmotivo ms que nos ha animado a disear unrenovado y econmico Contador Geiger alalcance de todos, tanto aficionados comoprofesionales.Todos los que deseen comprobar el nivel deradiactividad del entorno o de elementosespecficos tienen a su disposicin, a un precioasequible, un instrumento que ofrece la posibi-lidad de realizar medidas durante varios daspudiendo procesar los datos tomados con unordenador personal, extrapolando medias,valores mnimos, mximos, desviaciones ... yla posibil idad de imprimir los grficosresultantes.A todo esto se le suma que cuando se realicenmedidas ambientales prolongadas enlugares sometidos a polvo y humedad bastarcon insertar el instrumento en un contenedorde poliestireno, de precio irrisorio, pararealizar una proteccin econmica y almismo tiempo eficaz.Hemos optado por un tipo de tubo diferente alanterior SBM 20 dada su escasa disponibili-dad, el tubo LND 712.No obstante para quienes deseen utilizar elviejo tubo SBM 20, utilizado en proyectosanteriores, hemos previsto la posibilidad deutilizarlo en el nuevo circuito.


Fig.2 Utilizado el contador en el modo "Stand-alone" se muestra el valor instantneo de radiactividad, losvalores mximos y mnimos registrados durante el periodo de lectura, el valor medio y la desviacinestndar correspondiente a los ltimos 10 minutos de medicin. Es importante tener presente que elvalor medio proporciona una medida ms precisa que el valor instantneo al tomarse un gran conjunto demedidas en lugar de una.

Fig.3 Insertado en el contador una tarjeta de memoria SD de 1 GByte se puede registrar un nmeroenorme de datos durante un periodo de tiempo muy prolongado. Los datos capturados pueden procesar-se posteriormente con un ordenador personal insertando la tarjeta de memoria SD en el lector de tarjetasdel PC. Si el ordenador no dispone de lector de tarjetas SD se puede instalar un lector SD externo conconexin USB.

Fig.4 El contador tambin puede conectarse a un puerto RS232 de un ordenador personal. En este tercermodo operativo los valores de radiactividad medidos por el contador se vuelcan al PC cada 10 segundos,permitiendo observar en tiempo real como vara la intensidad de cualquier fenmeno radiactivo. Los datoscapturados pueden almacenarse posteriormente en el disco duro del ordenador.


CARACTERSTICAS TCNICASAntes de pasar a la descripcin de las caracte-rsticas tcnicas queremos hacer unas puntua-lizaciones importantes.Un Contador Geiger permite medir el nivel deradiactividad presente en el aire o dentro deun entorno, ahora bien no es posible medircon estos instrumentos el nivel de contamina-cin radiactiva presente en los alimentos oen el agua.Esto es debido a que la dbil emisinprocedente de fuentes de este tipo se ocultacon la radiactividad natural que, adems,vara a lo largo de un da por la incidencia delos rayos csmicos.Para poder medir valores de radiactividadmuy bajos es necesario realizar las medidasdentro de un habitculo apantallado conespesas paredes de plomo que anulen laradiactividad natural.Adems los instrumentos solo son capaces demedir los tipos de radiacin a los que sussensores son sensibles.Cuando proyectamos el nuevo contadorpensamos en un instrumento que fuese lo mstil posible, incluso a las personas que tienenla necesidad de tomar medidas duranteperiodos de tiempo muy prolongados. Para procesar los datos provenientes decualquier aparato son, sin duda, los ordenado-res personales los dispositivos ms amplia-mente utilizados actualmente en todos losmbitos. Por esta razn hemos dotado alcontador de la capacidad de conectarsedirectamente a un PC.Los datos correspondientes a la alimentacindel Contador Geiger son los siguientes:- Alimentacin: 6 voltios (5 pilas tipo AArecargables de 1,2 voltios) o bien mediantealimentador externo.- Consumo: 130 mA (sin tarjeta SD, conaltavoz y display en funcionamiento) - 33 mA(sin tarjeta SD, sin altavoz con el display siniluminacin) - 11 mA (Sleep).El uso de una tarjeta de memoria SD aumentael consumo unos 2 mA.

SENSOR LND 712- Medicin: Radiaciones alfa, beta y gamma.- Gas: Nen + Halgeno.- Sensibilidad Co60 (cps/mR/h): 18.- Sensibilidad Cs137 (cps/mR/h): 16.- Fondo: 10 cpm mximo.- Capacidad: 3 pF.- Alimentacin: 500 voltios DC.- Temperatura de trabajo: -40 / +75C.- Dimensiones: 9,1 mm de dimetro.

Por ltimo tambin precisamos que hemosdesarrollado el diseo para un nuevo tuboGeiger, permitiendo la posibilidad de utilizar elanterior tubo e incluso uno diferente a estosdos, siempre y cuando su alimentacin sea de400 voltios o de 500 voltios.En un prximo artculo detallaremos la formade utilizar un tubo Geiger diferente a lospropuestos por nosotros.Las innovaciones ms significativas quepresenta el nuevo Contador Geiger son:- Posibilidad de montar dos sensores diferen-tes, el LND 712 o bien el SBM 20 (opcional).- Salida RS232 para realizar la conexin a unordenador personal.- Almacenamiento de datos en tarjeta SD de1 GiByte.- Lectura de valores instantneos de radiacti-vidad, grabacin de valores mnimos-mximos, clculo de medias y desviaciones.- Lectura de valores de radiactividad en lassiguientes unidades de medida:cpsmiliRoentgen/hmicroGray/hmicroSievert/hmicroCoulomb/kg/h- Posibilidad de activacin de una alarmaexterna al superar un nivel de radiactividadprefijado.- Doble alimentacin, pilas o alimentadorexterno.


ESQUEMA ELCTRICOObservando el esquema elctrico reproducidoen la Fig.5 se puede apreciar claramente queel Contador Geiger est compuesto por 5bloques diferentes. Estos son:- Sonda de medida, es decir el chasis metli-co dentro del cual estn alojados el tuboGeiger, el circuito que proporciona al tubo laalta tensin y el circuito que mide losimpulsos de cuenta procedentes del tubo y losenva al microprocesador.- Tarjeta base. Incorpora el control de lafuncin Sleep, el zumbador y la interfazRS232 para la conexin al ordenador personal. - Tarjeta microcontrolador. Contiene el microprogramado PIC 24F J128 GA010 montado enSMD.- Tarjeta display, esto es, la tarjeta queincorpora el display de 2 lneas de 16caracteres, el circuito de control de las pilasy los 4 pulsadores de comando.- La Tarjeta SD que permite de alojar lamemoria SD en la que se almacenan losdatos.Para analizar el funcionamiento del ContadorGeiger vamos a detallar a continuacin elfuncionamiento de cada uno de los diferentesbloques que lo componen.

Sonda de medida La sonda de medida contiene el circuitoimpreso que sustenta el tubo Geiger, la etapaque genera la alta tensin necesaria para sualimentacin y la etapa de generacin deimpulsos digitales en funcin de la radiacinmedida por el tubo (ver Fig.5).Utilizando el nuevo tubo LND 712 la tensinde alimentacin tiene que ser de 500 voltios(para obtenerla es necesario montar el diodozner DZ5).Quienes deseen montar el viejo tubo SBM 20han de ajustar la tensin de alimentacin a400 voltios, operacin que se realiza sustitu-yendo el diodo zner DZ5 por un puente decable.

Para elevar la tensin de los 6 voltiosprocedentes de las 5 pilas de 1,2 voltioshasta 500 voltios se utiliza un oscilador de 50KHz, formado por TR2 y por las dos envolturasdel primario del transformador T1.La tensin obtenida en el secundario deltransformador se aplica a la etapa triplicadoraformada por DS1-DS2-DS3 y por C1-C2-C3,que permite obtener en los contactos del diodoDS1 una tensin de 500 voltios, estabilizadamediante los diodos zner DZ1-DZ2-DZ3-DZ4-DZ5 y el transistor TR1.En ausencia de radiactividad entre los doselectrodos del tubo no hay circulacin decorriente ya que el gas contenido en suinterior no conduce. En estas condicionessobre R8 no hay ninguna cada de tensin.En cuanto una partcula radiactiva alcanza eltubo Geiger en el gas encerrado en suinterior se produce una ionizacin que setraduce en una rpida circulacin de corrien-te entre los electrodos.Estos rpidos pasos de corriente por laresistencia R8 generan los impulsos que sonmandados a las puertas IC1/A e IC1/C, utiliza-das como circuito de encuadre.Los impulsos obtenidos del terminal 8 de IC1/Cse aplican, mediante CONN.1, al terminal 6 delmicro IC1, que procede a contarlos.Por otro lado la puerta IC1/B est configuradapara realizar un oscilador monoestable, cuyafrecuencia depende de la constante de tiempoR10-C8. Cada vez que el tubo Geiger generaun impulso el terminal 11 de IC1/A pasa anivel lgico 0, provocando que el monoesta-ble IC1/B genere un impulso de unos 120milisegundos de duracin.Este impulso se aplica a la puerta IC1/D,configurada como inversor, y posteriormente,mediante el interruptor S2, al diodo DS7,activando el zumbador a travs del transistorPNP TR5. De esta forma los breves impulsosproducidos por el tubo se trasforman enseales audibles.La sonda dispone de una pantalla metlicautilizada opcionalmente: Si no se instalamide todas las radiaciones, en cambio si seinstala solo mide las radiaciones gamma.


Fig.5 En el esquema elctrico se pueden apreciar claramente los bloques que componen el Contador Geiger.La tarjeta LX.1710/A corresponde a la Sonda que aloja el tubo Geiger, la tarjeta KM1711/K se ocupa derecepcionar la memoria SD, la tarjeta LX.1710/B aloja el circuito de control del zumbador y la interfaz RS232,la tarjeta KM1710/K incorpora el microprocesador, la tarjeta interfaz LX.1710/C y la tarjeta LX.1710/D con los4 pulsadores, el circuito de control de las pilas y el display.Quienes deseen sustituir el tubo LND 712 por el SBM 20 han de reemplazar el diodo zner DZ5 (tarjetaLX.1710/A) por un puente de cable, reduciendo as la tensin de alimentacin del tubo de 500 voltios a 400voltios.


Tarjeta base La tarjeta base aloja las 5 pilas recargablestipo AA de 1,2 voltios cada una, necesariaspara la alimentacin del contador. Como se puede observar en el esquemaelctrico el Contador Geiger puede seralimentado tanto a travs de pilas como atravs de un alimentador externo de 6voltios.Con el objetivo de reducir el consumo yaumentar la autonoma de las pilas, muy atener en cuenta cuando el contador se utilizadurante mucho tiempo, hemos previsto uncontrol del display que desactiva la retroilu-minacin cuando no se utiliza ninguno de los4 pulsadores (SET-DOWN-UP-MODE)durante 18 segundos (los datos permanecenen el display pero sin retroiluminacin).Tambin hemos previsto, buscando un usoeficaz de las pilas, una funcin de Sleep delmicroprocesador, muy til cuando no seprev utilizar el contador durante un ciertoperodo de tiempo entre medidas.Activando la funcin de Sleep se pone elmicroprocesador en modo Real Time clock,esto es anula todas sus funciones a excepcindel control del tiempo. En estas condiciones la

Fig.6 A. Esquema de bloques del microcontrolador PIC24F (izquierda) y su disposicin de terminales (derecha).Es el corazn del circuito impreso KM1710/K, que proporcionamos montado en SMD y verificado.

absorcin de corriente del contador esmnima.La funcin Sleep tiene ventajas sobre unaoperacin de reinicio o de apagado/encendi-do ya que permite despertar en cualquiermomento al micro sin tener que cargar denuevo todos los parmetros de programa-cin del instrumento (se mantienen sin altera-cin dentro de la propia memoria del microcon-trolador).Continuando con el esquema elctrico latensin obtenida de las pilas, una vez queatraviesa el interruptor de encendido S1, seaplica al integrado estabilizador IC2 montadoen la tarjeta KM1710/K, su funcin es propor-cionar una tensin estabilizada de 3,3 voltiosnecesaria para la alimentacin del microcon-trolador.Los 6 voltios procedentes de las pilas tambinse aplican al emisor del transistor PNP TR3,utilizado como interruptor. En efecto, cuandose pasa a estado Sleep el micro desconectala alimentacin de la etapa de medidagenerando en su terminal 76 un nivel lgico 0que lleva a estado de corte al transistor TR4 y,consecuentemente, tambin al transistor TR3.De esta forma el micro contina alimentadopero no el tubo Geiger, que deja as deconsumir energa.


LISTA DE COMPONENTES LX.1710A+B+C+DR1 = 4,7 megaohmiosR2 = 1 megaohmioR3 = 1 megaohmioR4 = 4.700 ohmiosR5 = 4.700 ohmiosR6 = 1 ohmioR7 = 680 ohmiosR8 = 220.000 ohmiosR9 = 1.000 ohmiosR10 = 470.000 ohmiosR11 = 3.300 ohmiosR12 = 3.300 ohmiosR13 = 3.300 ohmios (*)R14 = 33.000 ohmios (*)R15 = 10.000 ohmios (*)R16 = 33.000 ohmios (*)R17 = 3.300 ohmios (*)R18 = 100 ohmios (*)R19 = 10 ohmios (*)R20 = 470 ohmios (*)R21 = 470 ohmios (**)R22 = 15.000 ohmios (**)R23 = Trimmer 10.000 ohm. (**)R24 = 18 ohmios 1/2 W (**)R25 = 3.300 ohmios (**)R26 = 470 ohmios (**)R27 = 470 ohmios (**)R28 = 4.700 ohmios (**)R29 = 10.000 ohmios (**)R30 = 4.700 ohmios (**)R31 = 470 ohmios (**)R32 = 470 ohmios (**)R33 = 470 ohmios (**)R34 = 470 ohmios (**)R35 = 10.000 ohmios (**)R36 = 10.000 ohmios (**)R37 = 10.000 ohmios (**)R38 = 10.000 ohmios (**)R39 = 1.000 ohmios (***)C1 = 10.000 pF 1.000V cermicoC2 = 10.000 pF 1.000V cermicoC3 = 10.000 pF 1.000V cermicoC4 = 100 microF. electrolticoC5 = 33 pF cermicoC6 = 100.000 pF polisterC7 = 100.000 pF polisterC8 = 220.000 pF polisterC9 = 100 microF. electroltico (*)C10 = 100 microF. electroltico (*)C11 = 100.000 pF polister (*)C12 = 1 microF. polister (*)C13 = 10 microF. electroltico (*)C14 = 1 microF. polister (*)C15 = 1 microF. polister (*)C16 = 1 microF. polister (*)

C17 = 100.000 pF polister (**)C18 = 100.000 pF polister (**)C19 = 100.000 pF polister (**)C20 = 10 microF. electroltico (**)DS1 = Diodo BYW36DS2 = Diodo BYW36DS3 = Diodo BYW36DS4 = Diodo 1N.4150DS5 = Diodo 1N.4150DS6 = Diodo 1N.4007 (*)DS7 = Diodo 1N.4150 (*)DS8 = Diodo 1N.4150 (*)DS9 = Diodo 1N.4150 (**)DS10 = Diodo 1N.4150 (**)DZ1-DZ5 = Zner 100V 1WDISPLAY = LCD WH1602A (**)TR1 = Darlington NPN BC.517 TR2 = Transistor NPN ZTX.653 TR3 = Transistor PNP BC.557 (*)TR4 = Transistor NPN BC.547 (*)TR5 = Transistor PNP BC.557 (*)TR6 = Transistor NPN ZTX.653 (**)IC1 = Integrado TTL 74HC132 IC2 = Integrado AD.232 (*)T1 = Trasformador TM1710 S1-S2 = Interruptores (*)P1-P4 = Pulsadores (**)Buzzer = Zumbador 12V (*)Tubo = Tubo LND 712 LISTA DE COMPONENTES KM1710/KR1 = 1 megaohmioC1 = 100 microF. electrolticoC2 = 100.000 pF cermicoC3 = 100.000 pF cermicoC4 = 100.000 pF cermicoC5 = 100.000 pF cermicoC6 = 22 pF cermicoC7 = 22 pF cermicoC8 = 22 pF cermicoC9 = 22 pF cermicoXTAL1 = Cuarzo 8 MHzXTAL2 = Cuarzo 32,768 KHzIC1 = PIC 24F J128 GA010 IC2 = Integrado LM2936M LISTA DE COMPONENTES KM1711/KR1 = 10.000 ohmiosR2 = 10.000 ohmiosR3 = 10.000 ohmiosR4 = 10.000 ohmiosR5 = 10.000 ohmiosC1 = 100.000 pF cermicoC2 = 220 microF. electrolticoIC1 = Integrado TTL 74HC244

NOTA Los componentes marcados con un asterisco (*) deben montarse en el circuitoimpreso LX.1710/B, los marcados con dos asteriscos (**) en el circuito impreso LX.1710/Dy los marcados con tres asteriscos (***) en el circuito impreso LX.1710/C.


Cuando el contador sale del estado de Sleepel micro genera en su terminal 76 un nivellgico 1 que activa el transistor TR4 yconsecuentemente el transistor TR3, propor-cionando de nuevo alimentacin a la etapade medida.En la tarjeta base tambin se encuentra elcircuito de control del zumbador, constituidopor el transistor TR5 y por los diodos DS7-DS8. El zumbador, como ya hemos indicado,se uti l iza para hacer perceptibles losimpulsos durante la medicin, adems desealar condiciones de alarma como, porejemplo, cuando se superan los valores deradiactividad de un nivel prefijado.El interruptor S2 permite elegir si producirsonidos o no a partir de los impulsosprocedentes de la etapa de medida.Independientemente de esta condicin elzumbador puede ser activado en cualquiermomento por el microcontrolador, a travsdel diodo DS8, para sealar una condicin dealarma.Por ltimo tambin se encuentra el integradoIC2, un conversor TTL-RS232 que permiteconvertir las seales de niveles TTL presentesen la salida del micro a los niveles utilizadosen conexiones RS232 (+12 voltios / -12voltios).Precisando, cuando en la salida del micro hay3,3 voltios el integrado IC2 genera una sealde -12 voltios (nivel lgico 1), mientras quecuando en la salida del micro hay 0 voltiosIC2 genera una seal de +12 voltios (nivellgico 0).

As a travs del conector CONN.3 es posiblela conexin a un ordenador personal utilizan-do uno de sus puertos serie RS232 (COM:).

Tarjeta del microcontrolador Esta tarjeta, que contiene el microcontroladorprogramado PIC 24F J128 GA010 (IC1), laproporcionamos completamente montada yprobada al tratarse de tecnologa SMD (verFigs.12-13). Adems incorpora un pequeo estabilizadorde tensin de 3,3 voltios (IC2), un cuarzo de8 MHz (XTAL1) y un cuarzo de 32,768 KHz(XTAL2). Estos ltimos generan los relojesnecesarios para el funcionamiento del micro ypara la gestin del calendario.Como se puede apreciar en el esquemaelctrico de la Fig.5 este bloque constituye elncleo central del instrumento.A l llegan las seales procedentes de lospulsadores SET-DOWN-UP-MODE, parte lainformacin hacia el display y genera la sealde control del zumbador.Tambin le llegan los impulsos procedentes dela etapa de medida as como las conexionesdel conector RS232 y del lector de tarjetas dememoria SD.Por lt imo, en el terminal 91 de IC1 , sedispone de una salida que permite activar uncircuito de alarma externa cuando se superaun nivel de radiactividad previamenteestablecido.


Fig.7 Esquema prctico de montaje de la tarjeta LX.1710/A. Para realizar la instalacin del tubo hayque seguir atentamente las indicaciones del texto del artculo. El tubo Geiger se ha de fijar utilizandocuatro gotas silicona, garantizando as al mismo tiempo una fijacin ptima y la mxima exposicin alas radiaciones.

Fig.8 Esquema prctico de montaje de la tarjeta LX.1710/B. En la parte superior se encuentran losterminales (CONN.D) para realizar la conexin al circuito impreso LX.1710/C, mientras que en la parteinferior se encuentran directamente instalados en el impreso los conectores para la conexin al PC,para la sonda, para el eventual alimentador externo y para la recarga de las pilas.


Tarjeta display El componente principal de esta tarjeta es eldisplay de 2 lneas de 16 caracteres utilizadopor el contador tanto en la programacin delos parmetros como en la lectura demedidas.El pequeo trimmer R23 regula la luminosi-dad y el contraste, mientras que el transistorTR6 es utilizado por micro para deshabilitar laretroiluminacin del display cuando seprecise ahorrar energa.Otros elementos importantes son los pulsado-res de control del instrumento (SET-DOWN-UP-MODE) y el circuito de control del nivel decarga de las pilas, constituido por R27-R30-C18-C20.En cuanto el nivel de las pilas (o de la tensinproporcionada por el alimentador externo) caepor debajo de 5,4 voltios el micro indica en eldisplay el escaso suministro elctricoexistente.NNOOTTAA Esta seal es muy til cuando losdatos se registran en la tarjeta de memoriaSD ya que la condicin de energa insuficien-te se indica en cada una de las medidasrealizadas en estas condiciones para poderser descartada.Por ltimo este circuito impreso contiene laetapa que realiza el correcto inicio del micro(RESET) cuando recibe energa elctrica. Loscomponentes que forman esta etapa son elcondensador C19, la resistencia R28 y el diodoDS10.

Tarjeta lectora memoria SDEn este caso se trata de una placa que permitealmacenar todos los datos registrados por elcontador utilizando uno de los medios msmodernos y verstiles actualmente: Lastarjetas de memoria Secure Digital (SD).La placa contiene un integrado (IC1) querealiza la funcin de buffer entre el microcon-trolador y la tarjeta de memoria a travs delconector de 12 terminales (CONN.1) quesoporta la propia memoria. Al tratarse tambinde una placa con tecnologa SMD se propor-ciona montada y probada.

REALIZACIN PRCTICAEste proyecto se compone de 6 circuitosimpresos : El circuito KM1710/K y elKM1711/K se proporcionan montados enSMD y verificados. Los circuitos impresosLX.1710/A , LX.1710/B , LX.1710/C yLX.1710/D han de montarse utilizando losimpresos y los componentes incluidos en el kit.Aunque a primera vista puede parecer comple-jo el montaje es sencillo, aunque laborioso.Comenzamos con el circuito LX.1710/A, queuna vez montado ha de instalarse dentro delcontenedor metlico de la Sonda (verFig.15).El montaje puede comenzar con la instalacindel zcalo para el integrado IC1, teniendomucho cuidado durante la soldadura para norealizar involuntarios cortocircuitos entre susterminales.A continuacin se pueden instalar las resisten-cias (R1 a R12), controlando sus valores, loscondensadores cermicos (C1-C2-C3-C5) yel condensador electroltico (C4), controlan-do en este ltimo la correcta polaridad de susterminales.Acto seguido hay que instalar los condensa-dores de polister (C6-C7-C8), los diodosBYW36 (DS1-DS2-DS3) y los diodos 1N4150(DS4-DS5), orientando en todos ellos susfranjas negras de referencia tal como seindica en la Fig.7.Es el momento de instalar el DarlingtonBC517 (TR1), orientando hacia la derecha sulado plano, el transistor ZTX653 (TR2),orientando hacia la izquierda su lado plano yel transformador TM1710 (T1), en la nicaposicin que permiten sus terminalesAhora hay que instalar IC1 en su zcalo,orientando su muesca de referencia tal comose muestra en el esquema de montaje prcti-co, y soldar el conector Mini-DIN de 4terminales utilizado para conectar la sonda alcontador.A continuacin hay que proceder al montaje delos diodos zner (DZ1-DZ5), orientando susfranjas blancas de referencia tal como seindica en la Fig.7.


Fig.9 Esquema prctico de montaje del circuito LX.1710/C. CONN.2 se utiliza pararealizar la conexin al circuito SMD KM1711/K mientras que CONN.D se utiliza parala conexin con el circuito base LX.1710/B. En la parte izquierda se encuentran lasconexiones correspondientes a los bornes de la seal de alarma .

nicamente falta por realizar el montaje deltubo LND 712.Ha de manipularse con extremo cuidado yteniendo en cuenta las siguientes considera-ciones para no daarlo irremediablemente:- Es muy importante manipularlo con muchaatencin, evitando tocar con los dedos laventana de color grafito, ya que esextremadamente frgil. Por esta misma raznel tubo no tiene que sufrir golpes ya quepodra romperse.- El nodo del tubo corresponde al terminalcentral que debe soldarse al terminal corres-pondiente del circuito impreso, en cambio elctodo est constituido por un cable metlicorgido, soldado al contenedor del tubo. Lasoldadura de los terminales es muy delicadapor lo que es recomendable seguir conatencin las instrucciones que exponemos acontinuacin.- No se pueden realizar soldaduras sobre elcuerpo metlico del tubo, ya que el calor lodaara irremediablemente.

Para realizar la soldadura y el montaje deltubo es muy aconsejable realizar el siguienteprocedimiento:- Coger el tubo y, sin desenrollar del cuerpodel sensor el cable metlico correspondienteal ctodo, soldar sobre ste un trozo decable a una distancia de unos 2 cm de lasoldadura presente en el cuerpo del tubo (hayque eliminar el excedente del cablemetlico). Esta operacin debe realizarseevitando retorcer y tirar del cable metlico(ctodo).- Apoyar el tubo LND 712 en el circuitoimpreso con la ventana orientada hacia laizquierda de modo que el nodo se encuentreen correspondencia al terminal A del circuitoimpreso (ver Fig.7). En esta posicin realizarla soldadura del nodo.- Ahora se puede efectuar la soldadura delcable soldado en el ctodo al terminal K delimpreso. - Ya slo queda fijar mecnicamente el tuboutilizando cuatro pequeas gotas de siliconaen los lados del tubo.


Fig.10 Aqu hemos representado la insercin del display WH1602A en el impreso LX.1710/D. Hay queprestar la mxima atencin para insertar correctamente los terminales del conector macho presente en eldisplay en el conector hembra soldado en el circuito impreso.

Fig.11 Esquema de montaje prctico del circuito impreso del display LX.1710/D visto por el lado de loscomponentes. El trimmer R23, situado en la parte superior-derecha, permite regular la luminosidad y elcontraste del display.


Fig.12 Esquema y fotografa del circuito impresopremontado en SMD KM1710/K.

Fig.13 Esquema y fotografa del circuito impresoKM1710/K, visto por el lado opuesto.

Fig.14 Esquema y fotografa del pequeo circuito impresopremontado en SMD KM1711/K. En CONN.1 se inserta la tarjetade memoria SD mientras que CONN.2 se utiliza para la conexincon la tarjeta LX.1710/C.


Fig.15 En la fotografa de la parte superior se muestra uno de nuestros prototipos del circuito impresoLX.1710/A completamente montado con todos sus componentes, incluyendo tambin el tubo Geiger LND712.En la fotografa de la parte inferior el circuito impreso se muestra instalado dentro del mueble contenedormetlico de la Sonda. Como se puede apreciar claramente el impreso se fija al mueble mediante 6 tornillosmetlicos.

Fig.16 Fotografa de un prototipo del circuito Base LX.1710/B una vez realizado su montaje. Las manguerasde 4 y 5 cables corresponden a CONN.D, utilizado para realizar la conexin a la tarjeta LX.1710/C. En laparte inferior se encuentran CONN.3, CONN.1 y los conectores para la alimentacin externa (antes desoldar sus terminales hay que verificar encajen perfectamente en el circuito impreso para que estnpreparados para su perfecta alineacin con los orificios del mueble contenedor).


Fig.17 Fotografa del prototipo del circuito impreso LX.1710/C. CONN.A y CONN.B se utilizanpara realizar la conexin con la tarjeta premontada KM.1710/K. Las mangueras de 4 y 5 cablescorresponden a CONN.D, utilizado para realizar la conexin a la tarjeta Base LX.1710/B. Los dosterminales tipo pin situados a la izquierda se utilizan para conectar los bornes de la seal dealarma.

Fig.18 Fotografa del circuito impreso del Display LX.1710/D. En la parte inferior se encuentranlos pulsadores de comando SET-DOWN-UP-MODE. En el reverso del impreso se encuentra,adems de otros componentes, el conector hembra CONN.C utilizado para realizar la conexincon la tarjeta LX.1710/C (ver Fig.19).


Una vez instalado el tubo en el circuito impresohay que proceder a colocar este ltimo en elfondo del contenedor metlico de la Sondahaciendo coincidir los 6 agujeros del impresocon los correspondientes separadores presen-tes en el mueble contenedor.En esta posicin hay que fijarlo utilizando los6 tornillos metlicos incluidos en el kit (verFig.15).Para finalizar el montaje de esta etapa soloqueda fijar la tapa de su mueble contenedormetlico utilizando 2 tornillos.Concluida esta fase operativa puede comenzarel montaje del circuito LX.1710/B (ver Fig.8).En la lista de componentes asociada alesquema elctrico sus componentes seencuentran marcados con un asterisco (*).Aunque no es obligatorio seguir una secuenciaprecisa para realizar el montaje nosotrosaconsejamos comenzar con la instalacin delzcalo para el integrado AD232 (IC2),respetando su orientacin. Despus se puedenmontar las resistencias (R13 a R21), contro-lando sus valores.Es el momento de soldar los condensadoresde polister (C11-C12-C14-C15-C16) y loscondensadores electrolticos (C9-C10-C13),respetando en estos ltimos la polaridad desus terminales.Ahora se puede instalar el diodo DS6,orientando hacia la izquierda su franja blancade referencia, y los diodos DS7-DS8, orientan-do sus franjas de referencia tal como se indicaen la Fig.8.Acto seguido hay que proceder al montaje delos transistores BC.557 (TR3-TR5) y deltransistor BC.547 (TR4), orientando suslados planos tal como se muestra en elesquema de montaje prctico.A continuacin hay que instalar, en su zcalocorrespondiente, el integrado IC2, orientandohacia arriba su muesca de referencia en formade U, y el zumbador, orientando hacia abajosu terminal positivo (+).Para terminar el montaje de este circuitoimpreso slo quedan por instalar los conecto-res, los interruptores y los portapilas.

A la izquierda del zumbador hay que soldar 4cables de CONN.D, a la derecha hay quesoldar los 5 cables restantes de CONN.D.En la parte inferior hay que instalar el conectorCONN.3, necesario para la conexin con elordenador va RS232, CONN.1, utilizado paraconectar la Sonda, y, por ltimo, las dostomas utilizadas para la eventual conexin aun alimentador externo y para la recarga delas pilas.NNOOTTAA Antes de soldar los terminales de losconectores hay que prestar mucha atencinpara que encajen perfectamente en el circui-to impreso, ya que slo as quedarn perfec-tamente alineados con los orificios correspon-dientes del mueble contenedor.Es el momento de instalar los interruptores(S1-S2) siguiendo las sencillas indicacionesdel esquema de montaje prctico (ver Fig.8).Por ltimo ya solo queda montar el grupo delos portapilas, respetando la polaridad de loscables (rojo al positivo y negro al negativo).En la Fig.27 se muestra la forma de interco-nectar entre s los dos portapilas y suconexin al impreso.El cable a utilizar ha de ser lo suficientemen-te largo para que, una vez fijado a la tapa delmueble contenedor, este se pueda abrir sinproblemas (ver Fig.26).Pasamos al tercer circuito impreso a montar: Elcircuito interface LX.1710/C (ver Fig.9). Eneste impreso adems se ha de instalar elimpreso SMD KM1710/K y conectar los circui-tos KM1711/K, LX.1710/B y LX.1710/D.En este caso los nicos componentes ainstalar son la resistencia R39, los 2 conecto-res hembra de 48 terminales CONN.A yCONN.B, sobre los que se enchufarn losconectores macho CONN.A y CONN.B presen-tes en el circuito KM1710/K, y el conectorCONN.C de 22 terminales utilizado paraconectar el circuito LX.1710/D.Una vez en posesin del circuito impreso ydispuesto tal como se muestra en la Fig.9 hayque proceder a montar la resistencia R39 y, alado, los 2 terminales tipo pin a los queposteriormente se conectarn los bornes desalida de alarma (fijados al panel posterior).


Fig.19 En este esquema se muestra la secuencia de montaje de los circuitos KM1710/K, LX.1710/C,LX.1710/D y el panel frontal del mueble contenedor. Es muy importante verificar cuidadosamente que losterminales de los conectores macho encajan perfectamente en los correspondientes conectores hembra.Tambin hay que prestar mucha atencin en respetar la orientacin en la insercin del circuito KM1710/Ken el circuito LX.1710/C.


Fig.20 Secuencia de montaje de los circuitos KM1710/K, LX.1710/C y LX.1710/D, mostrada desde arriba en lafigura anterior. Una vez montados los circuitos impresos y en disposicin de los separadores, tuercas ytornillos, la primera operacin a realizar es la insercin de los 16 terminales del conector macho del displayWH1602A en el conector hembra presente en la tarjeta LX.1710/D.Los separadores de plstico de 8 mm visibles a ambos lados de esta tarjeta han de encajar perfectamente enlos agujeros presentes en el display WH1602A, permitiendo as tener los circuitos a la distancia adecuada.


Fig.21 Una vez realizada la operacin descrita en la Fig.20 el conjunto tendr el aspecto aqu mostrado. Ahorahay que insertar la tarjeta LX.1710/C en la tarjeta LX.1710/D a travs de los correspondientes conectores.Despus se han de fijar mediante 4 separadores hexagonales de 10 mm, tal y como se indica en el esquema.

Fig.22 Sobre el bloque constituido por los circuitos LX.1710/D y LX.1710/C hay que proceder a insertar, porun lado, el panel frontal del mueble haciendo salir el display por el orificio correspondiente y fijndolomediante tornillos. Por el otro lado hay que insertar el circuito premontado KM1710/K, a travs de losconectores correspondientes.


Fig.23 Una vez llevada a cabo la secuencia de montaje descrita en las figurasanteriores hay que realizar el cableado del circuito LX.1710/C con el circuitoLX.1710/B y con el KM1711/K, prestando mucha atencin en no intercambiarningn cable.


Fig.24 En este esquema se muestra el sentido correcto de insercin de la tarjetaKM1711/K. Como se puede observar ha de instalarse sobre el bloque formadopor los circuitos KM1710/K, LX.1710/C y LX.1710/D haciendo coincidir los dosagujeros presentes en el circuito impreso con los agujeros presentes en los dosseparadores metlicos fijados en la tarjeta LX.1710/C (ver Fig.25).

Fig.25 Esquema de montaje prctico con la tarjeta KM1711/K completamenteinstalada. La fijacin de la tarjeta KM1711/K con los dos separadores metlicosde la tarjeta LX.1710/C se realiza mediante tornillos.


Fig.26 En esta fotografa se puede observar el conjunto una vez montados todos los elementos quecomponen el Contador Geiger. Antes de cerrar el mueble hay que encender el instrumento para verificar que eldisplay se visualiza correctamente, en caso contrario hay que regular el trimmer R23 (tarjeta LX.1710/D) hastaconseguir una perfecta visualizacin.

Fig.27 En este esquema hemos representadolas conexiones a realizar entre los portapilasincluidos en el kit. Los portapilas se han deinstalar en el espacio reservado para ellos(ver Fig.26), conectndolos a la tarjeta BaseLX.1710/B respetando la polaridad de loscables.


Tambin hay que montar en el mismo lado delimpreso los 2 conectores hembra de 48terminales y las 3 mangueras de cableutilizadas para conexionar los diferentes circui-tos: La manguera de 8 hilos (CONN.2) para latarjeta de soporte SD KM1710/K y lasmangueras de 4 y 5 hilos (CONN.D) para laconexin del circuito LX.1710/B (ver Fig.23).Ahora hay que dar la vuelta al circuitoimpreso y, por el otro lado, soldar el conectormacho de 22 terminales CONN.C utilizadopara conexionar el circuito LX.1710/D. A los lados de CONN.2 se encuentran dosagujeros en los que hay que instalar losseparadores de aluminio perforados que seutilizarn posteriormente para fijar el impresoKM1710/K.El ltimo circuito impreso a montar es elcorrespondiente al Display, esto es elLX.1710/D (ver Figs.10-11). En la lista decomponentes asociada al esquema elctricosus componentes se encuentran marcados condos asteriscos (**).El montaje ha de comenzar con el lado de laserigrafa orientado hacia arriba (ver Fig.11),instalando todas las resistencias de 1/4 vatio,la resistencia de 1/2 vatio (R24) y el trimmerR23. A continuacin se puede instalar el conectorhembra de 22 terminales CONN.C, que seutilizar posteriormente para conectar el circui-to LX.1710/C.Es el momento de instalar los condensadoresde polister (C17-C18-C19) y el condensa-dor electroltico (C20), montando este ltimoen posicin horizontal y respetando la polari-dad de sus terminales (ver Fig.11).Para terminar el montaje de los componentesde este lado del impreso hay que montar lospequeos diodos DS9-DS10, orientando susfranjas de referencia hacia arriba , y eltransistor TR6, orientando en este caso haciaarriba la parte plana de su cuerpo.Una vez dada la vuelta al circuito impresohay que montar los 4 pulsadores (P1-P2-P3-P4), el conector de tira hembra de 16terminales que sustentar el display y los 4separadores de plstico utilizados para

mantener el display ligeramente separado delcircuito impreso LX.1710/D.Ahora se puede proceder al montaje deldisplay, instalando previamente el conectorde tira macho de 16 terminales. Hay queintroducir el conector macho sobre el hembradel circuito impreso LX.1710/D y hacer pasarlos separadores de plstico por los agujeroscorrespondientes de la tarjeta del display.Una vez finalizado el montaje de los circui-tos impresos hay que cablearlos antes deproceder a su instalacin en el mueblecontenedor.En primer lugar hay que coger la manguera decable incluida en el kit y cortar unos 15 cmpara realizar la conexin entre CONN.2 de latarjeta LX.1710/C y CONN.2 de la tarjetaKM1711/K. A continuacin hay que cortarotros 2 tramos de 15 cm, uno con 4 hilos yotro con 5 hilos, utilizados para conectar entres CONN.D (terminales 1-4 / 5-9) de la tarjetaLX.1710/C y CONN.D de la tarjeta KM1710/B(ver Fig.23). Una vez cableadas las tarjetas yase pueden fijar dentro del mueble.Es el momento de fijar la tarjeta LX.1710/D,con el display instalado, en la parte interna delpanel frontal. Para realizar esta operacin hayque utilizar los 4 tornillos y los 8 separadoreshexagonales de 12 mm tal como se indica enlas Figs.20-21-22.Ahora, sobre los mismos separadoreshexagonales , hay que fijar la tarjetaLX.1710/C, prestando atencin en que suconector macho de 22 terminales quedeperfectamente ensamblado al correspondienteconector hembra de la tarjeta LX.1710/D.Despus ya se puede proceder a la fijacindefinitiva de la tarjeta utilizando 4 tuercas(ver Fig.22).Acto seguido hay que instalar la tarjetaKM1710K sobre la tarjeta LX.1710/C, introdu-ciendo correctamente los 48+48 terminales delos conectores macho en los correspondien-tes conectores hembra de la tarjetaLX.1710/C.II MM PPOORR TT AA NN TT EE Al insertar la tarjetaKM1710/K en la tarjeta LX.1710/C hay quehacerlo en el sentido adecuado (ver Fig.19),de no hacerlo as se podra daar la tarjeta.


El siguiente paso consiste en fijar la tarjetaKM1711/K. Hay que posicionarla sobre elgrupo de las tarjetas LX.1710/D y LX.1710/C,fijadas anteriormente, haciendo coincidir losdos agujeros de la tarjeta KM1711/K con losagujeros presentes sobre los separadores dealuminio perforados anteriormente instaladosen la tarjeta LX.1710/C (ver Figs.24-25).Ahora ya se puede fijar uti l izando dostornillos metlicos. De esta forma la tarjetaKM1711/K queda perfectamente ancladasobre la tarjeta LX.1710/C.Es el momento de montar el panel posteriorde aluminio en las guas correspondientes delmueble contenedor y posicionar la tarjetaLX.1710/B sobre el fondo del mueble, hacien-do coincidir los 4 agujeros del circuitoimpreso con los 4 anclajes de plstico delmueble y los conectores de la tarjeta con losorificios correspondientes del panelposterior. En esta posicin ya slo queda fijarla tarjeta al mueble utilizando 4 tornillosmetlicos (ver Fig.26).En el panel frontal hay que instalar losinterruptores S1 y S2, ya cableados, en susorificios correspondientes fijndolos mediante4 tornillos metlicos.Antes de cerrar el mueble hay que instalar las5 pilas recargables tipo AA en los correspon-dientes portapilas y encender elinstrumento, verificando que aparecen indica-ciones en el display. Si no se visualiza nada, oes poco visible, hay que ajustar el trimmerR23 de tarjeta LX.1710/D hasta conseguir unacorrecta visualizacin.Para finalizar el montaje solo queda poner latapa al mueble y conectar al contador laSonda utilizando el cable incluido en el kit. Elinstrumento ya est listo para ser utilizado.

En las lneas que componen este artculohemos expuesto los principios de funciona-miento del sistema, el esquema elctrico y elmontaje prctico del circuito. Por cuestin deespacio posponemos para el siguientenmero la forma de utilizar el ContadorGeiger en sus diferentes modos operativos ysituaciones prcticas.

PRECIO de REALIZACINPrecio de todos los componentes necesariospara realizar el circuito impreso de la SondaLX.1710/A (ver Figs.7-15), el circuito impresoBase LX.1710/B (ver Figs.8-16), el circuitoimpreso Interfaz LX.1710/C (ver Figs.9-17) yel circuito impreso Display LX.1710/D (verFigs.10-11-18), incluidos los correspondientescircuitos impresos y el circuito SMDKM1710/K con el PIC programado (verFigs.12-13) .......................................... 218,80KM1711/K: Precio del circuito del lector detarjetas SD completamente montado en SMDy verificado (ver Fig.14), excluida la tarjeta dememoria SD .......................................... 27,00SE2.45: Precio del tubo Geiger alfa-beta-gamma LND712 (Fig.1, izquierda) ..... 108,00SB2.40: Precio del tubo Geiger beta-gammaSBM 20 (Fig.1, derecha) ...................... 63,00MO.1710: Precio del mueble contenedor deplstico, incluyendo paneles ................ 30,80MOX.1710: Precio del contenedor metlicoque aloja la etapa de la Sonda con el tuboGeiger ................................................... 20,50CS.1710/A: Circuito impreso ................... 9,50CS.1710/B: Circuito impreso ................... 8,00CS.1710/C: Circuito impreso ................... 8,00CS.1710/D: Circuito impreso ................... 7,50ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN I.V.A.

En los kits no proporcionamos los siguientescomponentes: Tarjeta de memoria SD, pilasrecargables , cargador y alimentadorexterno.

AA TT EENNCC II NN El tubo Geiger LND 712, altratarse de un componente particularmentefrgil, lo proporcionamos, como es nuestracostumbre, en un embalaje adecuado. Sillega en las entregas en malas condicioneses la empresa de transporte la responsable.

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